元大都遺址文物的自動3D建模

——文物3D建模案例

碰海科技(北京)有限公司

      元大都土城遺址是全國重點文物保護單位 [1],橫跨北京市海澱區和朝陽區,全長十餘公裡,與北京地鐵10号線的北段基本重合,在10号線北段的西土城、北土城、安貞門等地鐵站下車均可直接到達。在元大都土城遺址上建立的元大都城垣遺址公園,是國家4A級旅遊景區,是集曆史遺迹保護、市民休閑遊憩、改善生态環境、防災應急避難于一體的有文化曆史内涵的現代城市遺址公園[1]。

      在以明清兩代文物為主的北京市,元大都遺址的元代文物算是曆史較久遠的。遺址内的文物大都露天擺放,加之遺址公園面積廣大又位于鬧市區,留存的文物損毀情況比較嚴重。

      本案例對元大都遺址内的部分文物進行照片自動建模,即象普通的遊客一樣,用手機和相機拍下文物的照片或視頻,  然後利用我們自主研發的系統軟件對照片進行運算,自動生成文物的3D模型。圖1是文物的部分照片。

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圖1  用來做文物自動3D建模的部分照片

      拍照的過程中,由于光線比較強烈,加之周圍的樹木等物體的陰影影響,使文物表面的光影變化比較大。這可能導緻軟件自動計算出來的3D模型存在部分三角面片不完整的情況。解決方法很簡單,可以對不完整的部分進行補拍,并對補拍的部分進行自動建模;最後将第一次生成的3D模型和後來補拍的3D模型自動融合在一起,形成完整的3D模型,如圖2所示。

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圖2  自動3D重建的結果